在四川省人民艺术剧院期间，她在主演的第一部话剧《月琴与小老虎》中女扮男装，扮演一个小伙子，这部话剧在四川演出取得很大成功， 1984年，进京汇报演出，被电影导演滕文骥看中，邀请白灵主演影片《海滩》，此后，主演了西安电影制片拍摄的影片《月月》、《大学生轶事》、 《泪洒姑苏》等。1985年后，白灵就离开成都，来到北京寻找机会发展事业。 1986年，白灵在电影《月月》中担任主演，而白灵能够幸运地主演了这部日后成为她代表作之一的影片，有赖于副导演霍庄当年的慧眼识才。拍完这部电影后，霍庄与白灵就成为“忘年交”。 1988年，出演《弧光》，扮演一名女精神病患者。 1989年，该片在第十六届莫斯科国际电影节作为参赛片放映，受到好评。 1989年，在影片《非法持枪者》中演女主角汽车司机。当时剧组安排白灵学习开汽车，因为时间仓促就勿勿拍摄，结果差点发生车祸，白灵开车险些与一辆大卡车撞上。 1990年，受纽约大学电影系之邀，作为访问学者赴美学习， 更拿得Lee Strasberg’s Theater Institute的奖学金， 其后留美进入好莱坞发展。 1993年，首部在美国拍摄的电影是《乌鸦》，和李小龙之子出演。 后加入美国国籍。 1997年和李察·基尔（据说是藏独分子）、孟广美等人一起出演了大陆禁片《红色角落》（据说很反华），获得美国National Board Of Reviews的突出表现奖。 1999年，在《安娜与国王》(Anna and the King)中担任重要配角。 2001年。白灵在美国版的《The Lost Empire》当中饰演观音。 2004年凭借《三更之饺子》中的表演连续夺获得台湾金马奖 和香港金紫荆奖、金像奖三项最佳女配角奖。2008年，白灵参演新片《怒火攻心2》(Crank2)2009年，参与Joseph J. Lawson导演的《霍比特人传奇》拍摄，并担当女一号。2010年成为首位华人的(Play boy)花花公子杂志六月号封面女郎。2011年，参与赵文导演的《山村风云》的拍摄并担任女一号。 2014年，参与美国犯罪片《认我为王》（Call Me King）以及电影《杀戮》（Blood Shed）的拍摄。 2014年，与胡军蒲巴甲等人合作影片《上海王》将于2015年在中国大陆上映。